Устройство для комбинированного числового программного управления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11911469 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву Р 485419 (22) Заявлено 13.03.80 (21) 2893704/18 — 24 с присоединением заявки №вЂ” (51)М. Кл.

G 05 В 19/18

3Ъеударетакииый кююитет

СССР ве двваи изоеретеиий и открытий (23) Приоритет °

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень №9 (53) УД К621.503..55 (088.8) (Дата опубликования описания. 070382.В. Г. Тодуров, Н. Н. Поддубный, В. Н. Чистяков, А. А. Борисов, Д. Б. Гайфуллов и В. С. Миронов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ЧИСЛОВОГО

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению н вычислительной технике, может быть использовано в системах числового программного управления координатными пе- ремещениями, По основному авт,св.N 485419 известно устрон ство содержащее датчик обратной связи, подключенный к сумматору, и последовательно соединенные блок ввода, блок буферной памяти, связанный с блоком управления, интерполя10 тор, блок регулирования контурнои скоростй и следящий привод, причем блок управления связан с интерполятором, соединенным через генератор импульсов с, блоком разгона и торможения, подключенным к буферной nal$ мяти, коммутатор, входы которого подключены к выходам блока буферной памяти, интерполятора и блока управления, а выход через цифроаналоговый преобразователь— к следящему приводу, причем датчик обрат20 ной связи соединен с блоком. разгона и торможения (1) .

Недостатком такого устройства при работе, в частности в двухкоординатной системе, т.е. при взаимосвязанном .регулировании, является низкое быстродействие в момент лодачи сигнала управления (в период разгона механизмов) .при отработке по контуру, при использовании, например, следящего привода, содержащего усилитель, двигатель, кннематическн связанный с нагрузкой и тахогенератором в цепи обратной связи. Обуславливается это тем, что в первоначальный момент переходного процесса при подаче сигнала управления в связи с наличием сил сухого трения в передающик механизмах и инерции вращающихся масс двигателя н нагрузки имеет место зона застоя, действие отрицательной обратной связи по скорости, вызываемой тахогенератором, не сказывается на параметрах сигнала управления двигателем. В течение некоторого времени, необходимого для преодоления сил сухого трения и инерции, двигатель находится в состоянии покоя. Следящий привод в этом случае оказывается разомкнутым по цепи обратной связи. Информация, поступающая на вход усилителя, не испьпъ вая действия отрица3 911469 тельной обратной связи, переводит его в режим насыщения, исключить который введением дополнительных средств коррекции представляет определенные трудности.

Аналогично и для случая отсутствия зоны застоя. При изменении сигнала управления следящим приводом в силу того, что ускорение механизмов не может измениться мгиовейно, имеет место всплеск ошибки и не соответствие действия отрицательной об- о ратной связи по скорости управляющему воздействию.

В данном случае всплеск ошибки также может явиться причиной того, что усилитель окажется в зоне насыщения. Следует отме- 1S тить, что в реальных механизмах имеют

4.

Устройство содержит блок 1 ввода, соеди. пенный с блоком 2 буферной памяти, соответствующие выходы которого подключены к блоку 3 разгона и торможения и интерполятору 4, блоку 5 управления и первому входу коммутатора 6. Блок 3 разгона и торможения связан с генератором 7 импульсов, подключенным к интерполятору 4. Выходы текущих значений интерполятора соединены со вторым входом коммутатора 6, управляющий вход которого соединен с блоком 5 управления, который связан с интерполятором 4. Интерполятор 4 через последовательно соединенные блок 8 регулирования контурной скорости и импульсно-потенциальный преобразователь 9 подключен к следящеместо флюктуации нагрузки, иногда изменяющиеся в широких пределах, где также не исключается режим работы усилителя в зоне насыщения.

Таким образом, получается несоответствие темпа выдачи информации с интерполятора динамическим воэможностям электропривода.

Но при взаимосвязанном регулировании в режиме обработки по контуру, например по линии, должно выдерживаться постоянство отношения скоростей между отдельными координатами. Наличие нелинейности в следующем приводе в виде насьпцения усилителя, обуславливаемое силами сухого трения и инерцией масс нагрузки, затрудняет, а в отдельных случаях исключает возможность обеспечения постоянства отношения скоростей в начале разгона, результирующий контур при этом выполняется с ошибкой.

В практике одним из методов снижения отрицательного действии нелииейностей, вызванных насыщением усилителей, обуславливаемого силами сухого трения и инерцией масс нагрузки, является уменьшение частоты подачи управляющих импульсов, введение предыскажений в программу. Однако это влечет за собой уменьшение быстродействия, ;а поскольку имеют место флюктуации на,грузки, не исключается работа усилителя

;следящего привода в режиме насыщения, т.е. ,в нелинейной зоне.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для комбинированного числового программного управления введены последовательно соединенные блок координатных пороговых элементов, подключенный входами к выходам следящего привода, и элемент

HJIH, подсоединенный выходом ко второму входу генератора импульсов.

На.чертеже приведена блок-схема устройства.

50 число которых определяет перемещение, а частота следования — скорость подач, в сум-. маторе 14 сравнивается с кодом, выдаваемым датчиком 15. При равенстве их значе-. ний сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя равен нулю, а управляющий сигнал на привод 10 поступает от интерполятора 4 через блок 8 и преобразователь 9.

Рассогласование между показаниями датчика

15 и информацией, поступающей с интерполятора 4, выявленное в случае возникновения ошибки сумматором 14, поступает через му приводу 10, содержащему усилитель 11, двигатель 12 и тахогенератор 13, выходом соединенным с одним из входов усилителя щ 11. Один иэ входов сумматора 14 связан с коммутатором 6, а друтой — с датчиком

15 обратной связи (кинематически соединенного с валом двигателя 12, на чертеже не показано), подключенным также к блоку 3, ц разгона и торможения 3. Выход сумматора

14 через цифроаналоговый преобразователь 16. подключен к следящему приводу 10. Блок

17 координатных пороговых элементов входами подключен к выходу усилителя 11 каждой координаты привода 10, а выходом— ко входу элемента ИЛИ 18.

Устройство работает следующим образом.

Информация на отработку, а также сигналы команд поступают из блока 1 в блок 2 и далее — в блок 5, интерполятор 4, блок

3 и коммутатор 6. Устройство работает в двух режимах: по контуру и в режиме позиционирования.

В режиме отработки по контуру (все элементы схемы работают циклически с постоянной частотой цикла) блок 5 организует подключение блока 2 к интерполятору

4, выход текущих координат которого подключается ко второму входу коммутатора

6. Первый вход коммутатора при этом отключен от блока 2. Поступающая последовательность импульсов текущих координат, 5 911469 6 пРеобРаэователь 16 на вход пРивода 10, вы- одной иэ координат, блок 5 отключает интер зываЯ пРи этом дополнительное воздействие, полятор 4 от блока 2, подключает первый

УстРанЯющее (УменьшаЮщее) Рассогласование. вход коммутатора 6 к выходу блока 2.

Блок 17 фиксиРУет момент перехода Уси- Сумматор 14 вычисляет величину рассогласолительного тракта привода 10 в режим по вания между заданным значением отработки .каждой координате н по мере того, как и действительным, определяемым датчиком приближается этот режим, оно выдает сиг- 15. Полученная таким образом величина нал на соответствующие входы элемента отработки через преобразователь 13 поступа. ИЛИ 18. Сигнал с выхода элемента HJIH 18 ет на двигатель. Сигнал на выходе преобрапоступает на второй вход генератора 7 и 10 зователя 9 при этом равен нулю. прекращает дальнейшее поступление импульсов Использование блока координатных порона вход интерполятора 4 до тех пор, пока новых элементов и элементов ИЛИ в систеуровень сигнала в усилительном тракте не иах для отработки координатных перемещеснизится до уровня, соответствующего линей- ний позволяет сократить на 15 — 20 o длиной зоне. 1s тельность переходного процесса, так. как

Таким образом, в момент разгона с уве- становится возможным повысить скорость личением ошибки до уровня, обуславливающе- нарастания частоты импульсов, выдаваемых го переход усилителя в режим насыщения с генератора на интерполятор Увеличение хотя бы в одном иэ каналов, происходит частоты способствует повышению скорости отключение генератора 7 и прекращение ин- и в переходном режиме, а предотвращение терполяции. А поскольку все элементы схемы Режима насыщения усилителей позволяет работают циклически, отработка просумм1 Р >. сохранить точность отработки реэультируюванной в предыдущих циклах в сумматоре щего контура, заданную программой.

11 информации продолжается, постоянство соотношения по входному . воздействию не 2З нарушается, следовательно, соотношение ско- Формула изобретения ростей между отдельными координатами системы поддерживается постоянным результи Устройство для комбинированного числового

Рующий контур отрабатывается с точностью программногоуправленияпоавт.св.й 485419, заданной программой. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

По мер иарастаиш, Скорости в Режи„ е его быстродействия, в него введены последоваразгона тахометрическая отрицательная обрат- .тельно соединенные блок кооРдинатных поРоная связь в следящем приводе начинает говых элементов, подключенный входами к .оказывать регулирующее воздействие, исклю- выходам следящего привода, и элемент ИЛИ, чая переход -усилительного в режим насьпце- подсоединенный выходом к второму входу ния. Прн работе усилительного тракта в генератора импульсов. линейной зоне пороговые элемента блока 17 .не срабатывают и с. генератора 7 импульсы, . Источники информации, частота которых изменяется блоком 3, по- принятые во внимание при экспертизе стоянно поступают на интерполятор 4, В режиме позиционной отработки, напри-, 1. Авторское свидетельство СССР Р 485419, мер холостые ходы ийи перемещение вдоль кл. 6 05 В 19/18, 1973 (прототип). !

91!469

Составитель И. Колокольцов

Техред МЯадь

Редактор Н. Кешеля

Корректор М. Пожо

Тираж 908

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1124/38

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4